🔬 理科・実験
水性ペンのインクを紙と水で分け、1色の中にある色のひみつを調べます。
黒や緑などの水性ペンは、1つの色に見えても、実はいくつかの色が混ざっていることがあります。紙に水をしみこませると、インクの成分が水に運ばれます。色によって水にとけやすさや紙へのつきやすさが違うため、移動する距離が変わります。このように混ざったものを分ける方法をクロマトグラフィーといいます。食品や薬品の分析にも使われる、本格的な科学の入り口です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 水性カラーペン | 5色 | 水性サインペン5本 |
| コーヒーフィルター | 5枚 | キッチンペーパー5枚 |
| 透明カップ | 5個 | ガラスびん5個 |
| 水 | 各カップ20mL、合計100mL | 水道水100mL |
| 割り箸 | 5膳 | 鉛筆5本 |
| セロハンテープ | 20cm | マスキングテープ20cm |
| ものさし | 1本 | メジャー1本 |
| はさみ | 1本 | 保護者用カッター1本 |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
手順
紙を細長く切る
何をする:インクを分けるための紙を作ります。
どうやる:コーヒーフィルターを幅2cm、長さ10cmの細長い形に5枚切ります。
なぜ:細長い紙にすると、水が上にのぼる様子が見えやすくなります。
下から2cmのところに線を引く
何をする:ペンのインクを置く位置を決めます。
どうやる:紙の下から2cmの位置に、鉛筆で薄く横線を引きます。
なぜ:同じ位置から始めると、色の移動距離を比べやすくなります。
ペンで点をつける
何をする:調べるインクを紙につけます。
どうやる:鉛筆の線の上に、水性ペンで直径5mmくらいの点を1つつけます。
なぜ:点が大きすぎると色がにじみすぎ、小さすぎると見えにくくなります。
カップに水を入れる
何をする:紙に水を吸わせる準備をします。
どうやる:透明カップ5個に水を20mLずつ入れます。
なぜ:水の量を同じにすると、結果を比べやすくなります。
紙をつるす
何をする:紙の下だけが水につくようにします。
どうやる:紙の上を割り箸にテープでとめ、紙の下から5mmだけ水につけます。ペンの点は水につけません。
なぜ:点が直接水につくと、インクが水に流れ出てしまいます。
水が上がるのを待つ
何をする:水が紙をのぼる様子を見ます。
どうやる:10〜15分待ち、水が上から1cmくらいのところまで来たら取り出します。
なぜ:水がインクを運び、色の成分が距離の違いとして分かれます。
乾かして観察する
何をする:紙を乾かして色の分かれ方を見ます。
どうやる:紙を机に置き、10分ほど自然に乾かします。
なぜ:乾くと色の境目が見やすくなり、レポートに貼れます。
色の数と距離を記録する
何をする:何色に分かれたか調べます。
どうやる:元の点から一番上の色までの距離をcmで測り、見えた色をすべて書きます。
なぜ:色によって移動距離が違うことを数字で示せます。
観察ポイント・記録の取り方
| ペンの色 | 分かれた色 | 一番上までの距離 | 気づいたこと |
| 黒 | cm | ||
| 緑 | cm | ||
| 青 | cm | ||
| 赤 | cm | ||
| 茶色 | cm |
つまずきやすいポイント
⚠️ ペンの点が水につく
なぜ:インクが水に流れて、紙の上できれいに分かれません。
対処:水につけるのは紙の下5mmだけにします。
⚠️ 油性ペンを使ってしまう
なぜ:油性インクは水にとけにくく、うまく動きません。
対処:必ず水性ペンを使います。
⚠️ 紙を途中で動かす
なぜ:水ののぼり方が乱れて、線が曲がります。
対処:10〜15分は動かさずに観察します。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
乾いた紙をそのまま貼ると、結果がよく伝わります。
「1色に見えるペンにも、いくつかの色が混ざっていた」と説明しましょう。
タイトル例:
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